ЛАБОРАТОРИЯ ИШИ №5.1
ФОТОЭЛЕМЕНТНИНГ СЕЗГИРЛИГИНИ АНИҚЛАШ
Ишнинг мақсади
: Фотоэлементларни ўрганиш ва уларнинг сезгирлигини
аниқлаш.
Назарий қисм
Ёруғлик квантлари баьзи бир моддалар билан ўзаро
таьсирлашиб модда
атомларидан электронларни “уриб” чиқариши мумкин. Бу электронлар
фотоэлектронлар деб, физикавтй ходиса фотоэлектрик эффект деб юритилади.
Фотоэффект электр ва оптикавий ҳодисалар ўртасида бевосита боғланиш
мавжудлиги билдиради. Ёруғлик квантлари таьсирида модда атомларидан уриб
чиқарилган электронларнинг кейинги “тақдири” га бағлиқ ҳолда фотоэффект уч
турда бўлиши мумкин. 1) агар фотоэлектроналар моддадан ташқарига чиқмаса
(моддада эркин электронлар сифатида ҳаракатланса) ички фотоэффект ҳодисаси
ўринли бўлади; 2) агар фотоэлектронлар моддадан бутунлай ташқарига (газ ёки
вакуумда) чиқарилса ташқи фотоэффект ҳодисаси ўринли бўлади 3) агар
фотоэлектронлар турли типдаги яримўтказгичларнинг ёки
метал билан ярим
ўтказгичнинг контактланиш чегарасидан ўтказилса, ҳодиса вентилли фотоэффект
ёки тақиқланган қатламдаги фотоэффект дейилади.
Тузилиши ва ишлаш принсипи фотоэффект ҳодисаларига асосланган
асбоблар
фотоэлементлар
дейилади.
Конструксияси
ва
типига
кўра
фотоэлементлар турли хил бўлади ва улар техникада кенг кўлланилади. Ташқи
фотоэффект ходисасига асосланиб ишлайдиган вакуумли ёки газ тўлдирилган
фотоэлементлар вентиллли фотоэффект ҳодисасига
асосланиб ишлайдиган
фотоэлементлардан фарқлнади.
Бу ишда тақиқланган қатламли селенли фотоэлементдан фойдаланилади.
Селенли фотоэлемент (1-расм) селен қатлами А билан қопланган М темр
пластинкасидан ташкил топган. Селен қатлами А устига эса олтин ёки бошқа бир
металнинг ярим шаффоф қатлами юритилган бўлади.
1-расм. Селенли фотоэлемент
Селен ва олтин қатламлари чегарасида тақиқланган қатлам Б ҳосил бўлади.
Агар олтин қатлами гальванометр (Г) орқали темр пластинкаси билан уланса ва
селен қатлами ёритилса, уҳолда ёруғлик квантлари селен моддасидан
электронларни “узиб” олиб тақиқланган қатлам орқали олтин қатламига
ўтказилади. Натижада галванометр занжирда i ток ҳосил бўлганлигини кўрсатади.
Бу ток фототок деб аталади. Электронлар бир пластинкадан иккинчисига фақат бир
йўналиш бўйлаб (селендан олтинга қараб) ўтиши мумкин, қарама қарши йўналиши
бўйлаб ўта олмайди. Тақиқланган қатлам дейилиши
худди шунга асосланган
бўлади. Бундай фотоэлементда ёруўлик энергияси бевосита электр энергиясига
айланади.
Фотоэлементнинг сезгирлиги γ деб, фотоэлемент бораётган ток катталиги i
1
нинг тушаётган ёруғлик оқимига нисбати билан характерланадиган катталикка
айтилади.
γ=
Ф
i
1
(1)
сезгирлик люменга микроамперларда (мкА/лм) ўлчанади.
Формула (1) дан Ф ни E*S билан, Е ни эса I/r
2
билан алмаштириб қуйидагини
оламиз.
γ =
IS
r
i
ES
i
Ф
i
2
0
*
(2)
Бу ерда Е =I/r
2
–ёруғлик оқими фотоэлемент сиртига нормал тушаётган
ҳолдаги фотоэлемент сиртининг ёритилганлиги;
-
I чўғланма лампанинг ёруғлик кучи; - r
0
ёруғлик манбаи ва фотоэлемент
орасидаги масофа; -S фотоэлементнинг ёруғликни сезадиган қатламининг юзаси.
Бу юза фотоэлемент диафрагмаси юзасига тенг бўлади.
Агар Д диафрагма
диаметри бўлса, у ҳолда
S=
2
4
1
ПД
(2) ифодага S нинг қийматини қўйиб фотоэлемент сезгирлигини аниқлашга имкон
берадиган формулани ҳосил қиламиз.
γ
2
2
0
*
4
IПД
r
i
(3)
